跟随曹操南征北战
屡出奇谋克敌制胜
司马懿应聘后，曹操叫他平时伴随太子曹丕左右，协助太子处理政务。由于司马懿能力出众，不久就升为黄门侍郎、议郎、丞相东曹属、丞相府主簿。在跟随曹操南征北战的过程中，司马懿显露出不凡的军事才能。
建安二十年（公元215年），曹操率兵攻打割据汉中的张鲁，进军至阳平时，张鲁之弟张卫率数万人拒关坚守，因阳平地势险要，易守难攻，曹操一筹莫展。眼见士卒死伤甚多，粮草所剩无几，曹操下令部队撤退。没想到晚上撤退时前军迷路，误入张卫军营，营中士兵大惊退散，曹操趁乱进兵攻打张卫，张卫猝不及防，连夜逃走。张鲁听说阳平已失，也放弃南郑逃往巴中，把汉中拱手让给曹操。
此时刘备刚占据益州不久，正和孙权为争夺荆州闹得不可开交。汉中是益州的咽喉之地，曹操占领汉中，蜀中人人自危。
司马懿认为这是夺取益州的好时机，他对曹操说：“刘备以诈力虏刘璋，蜀人未附，而远争江陵，此机不可失也。今克汉中，益州震动，进兵临之，势必瓦解。圣人不能违时，亦不可失时也。”但曹操没有接受他的意见。七日后，从蜀地投降过来的人说：“蜀中一日数十惊，守将虽斩之而不能安也”，曹操深感后悔。
建安二十四年（公元219年），蜀将关羽包围襄阳、樊城，于禁等七军被淹，许都受到威胁，曹操打算迁都避其锋芒。此时已升任丞相军司马的司马懿和西曹属蒋济劝阻说：迁都既让敌人看出我们虚弱的一面，又使淮水、汉水一带的人民恐惧不安，因此并非良策。孙权和刘备外亲内疏，关羽得胜，孙权一定不高兴，如果派人劝孙权出兵袭击关羽的后方，这样襄樊之围就可不战自解。曹操接纳了他们的意见。不久，孙权派大将吕蒙西袭公安、江陵。关羽还救，兵败被杀，襄樊之围随之而解。
